JPH023014B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシリンダヘツドのウオータジヤケツト
とシリンダブロツクのウオータジヤケツトを互い
に独立させ、ヘツド側冷却系とブロツク側冷却系
とを有するように構成する一方、両冷却系を共通
のラジエータ及び共通のウオータポンプに接続し
てなる内燃機関の冷却装置に関する。

かかる冷却装置として、実開昭55−130014号公
報に、両冷却系の水温を夫々の冷却系に配したサ
ーモスタツトの水路開閉動作により制御するもの
が掲載されている。ところが、この従来技術はサ
ーモスタツトの水温に対する応答性が悪く、的確
且つ迅速な水温制御が困難であるという欠点を有
すると共に、ヘツド側冷却系及びブロツク側冷却
系へ流入する冷却水の水量を調整することができ
ず、冷却効率が低下し、且つ適切な温度制御を行
うことが困難であるという欠点を有している。

このような従来例の欠点を是正するため、本出
願人によつて出願された特願昭58−88790号（昭
和58年５月19日出願）の先行技術は、前記ヘツド
側冷却系とブロツク側冷却系との間の流量比を、
両冷却系に配した水温センサーによる検知水温に
基いて制御する水量分配装置を備えた構成として
いる。しかしこの先行技術によれば、ヘツド側冷
却系の水温が常にブロツク側冷却系の水温以下と
なるように給水分配を行なつているので、機関始
動後のヘツド側冷却系の冷却水の温度上昇が緩慢
で、シリンダヘツドの吸気ポートやインテークマ
ニホルドの壁面が冷えたままの状態が長く続く。
このため燃料の霧化が促進されずドライバビリテ
イの悪化や点火プラグのくすぶりを招くという問
題がある。

本発明は上記先行技術の問題点を解消すること
を目的とし、共通のラジエータ、クランク軸から
動力を伝達される共通のウオータポンプと互いに
独立したヘツド側冷却系及びブロツク側冷却系と
を接続し、且つヘツド側冷却系とブロツク側冷却
系との間の流量比を、両冷却系に配した水温セン
サーによる検知水温に基いて制御する水量分配装
置を備えた内燃機関の冷却装置において、ヘツド
側冷却系の水温が暖機終了温度程度の所定温度以
下のとき、前記水量分配装置の流量比をヘツド側
冷却系の流量が零又は僅少となりブロツク側冷却
系に冷却水のほとんど全量が流れるように設定し
たことを特徴とする。

以下本発明を図面に示す実施例に基き具体的に
説明する。

第１図において、１はシリンダヘツド２に設け
たヘツド側ウオータジヤケツト、３はシリンダブ
ロツク４に設けたブロツク側ウオータジヤケツト
で、両ウオータジヤケツト１，３は相互に連通し
ないよう独立に設けられている。５はラジエータ
で、そのロワータンク６にはポンプ接続管７を介
してウオータポンプ８が接続されている。ウオー
タポンプ８の吐出管９は途中でヘツド側管路９ａ
とブロツク側管路９ｂに分岐し、これらは夫々ヘ
ツド側ウオータジヤケツト１のインレツト、ブロ
ツク側ウオータジヤケツト３のインレツトに接続
される。ヘツド側ウオータジヤケツト１及びブロ
ツク側ウオータジヤケツト３の夫々のアウトレツ
トから延出するヘツド側流出管１０ａ及びブロツ
ク側流出管１０ｂは合流して還流管１０に接続
し、この還流管１０はラジエータ５のアツパータ
ンク１１に接続する。

前記ヘツド側流出管１０ａと前記ポンプ接続管
７、並びにブロツク側流出管１０ｂと前記ポンプ
接続管７とは夫々、ヘツド側バイパス管１２及び
ブロツク側バイパス管１３によつて接続されてい
る。又ブロツク側バイパス管１３にはヒータ用循
環路１４が接続されている。

第１図に示す実施例は、上述の如く、ヘツド側
管路９ａ、ヘツド側ウオータジヤケツト１、ヘツ
ド側流出管１０ａによつてヘツド側冷却系Ａを構
成する一方、ブロツク側管路９ｂ、ブロツク側ウ
オータジヤケツト３、ブロツク側流出管１０ｂに
よつてブロツク側冷却系Ｂを構成している。なお
ウオータポンプ８は公知のように前記シリンダヘ
ツド２およびシリンダブロツク４を持つた内燃機
関のクランクシヤフトによつてプーリおよびベル
トを介し駆動されるもので、冷却水の全体の流量
がほぼ一定となる。共通のラジエータ５で冷却さ
れた冷却水は、ポンプ接続管７を介してウオータ
ポンプ８に入り、ここで圧送されて吐出管９より
前記ヘツド側冷却系Ａ及びブロツク側冷却系Ｂに
分かれて流入し、次いでこれら冷却系Ａ，Ｂから
流出した冷却水はヘツド側流出管１０ａとブロツ
ク側流出管１０ｂとの合流部１５において合流
し、還流管１０を通じてラジエータ５に戻る。両
冷却系Ａ，Ｂの冷却水の一部は、ヘツド側バイパ
ス管１２又はブロツク側バイパス管１３を通じて
直接に前記ウオータポンプ８に戻る。

前記ヘツド側ウオータジヤケツト１及び前記ブ
ロツク側ウオータジヤケツト３のアトレツト近傍
位置の夫々には水温センサー１６ａ，１６ｂを配
し、夫々が配置された場所でのヘツド側冷却系Ａ
及びブロツク側冷却系Ｂの水温を検知している。
又前記合流部１５には、前記水温センサー１６
ａ，１６ｂによる検知水温に基いて給水分配を行
う水量分配装置１７を配設している。この水量分
配装置１７は両冷却系Ａ，Ｂの水温が第３図に示
す如く制御されるよう、両冷却系Ａ，Ｂの流量比
をコントロールし、特にヘツド側冷却系Ａの水温
が暖機終了温度程度の所定温度（例えば60℃）以
下のとき、ヘツド側冷却系Ａの流量が零又は僅少
となり、ブロツク側冷却系に冷却水のほとんど全
量が流れるようにコントロールするように構成さ
れている。

前記水量分配装置１７としては、第２図に示す
ように、ヘツド側水量制御弁１８、ブロツク側水
量制御弁１９及び電気式制御ユニツト２０を組合
せて構成することができる。両水量制御弁１８，
１９に共に、例えばVSV（電気式負圧切換弁）２
１、このVSV２１によつて負圧を導入されて作
動するダイヤフラム２２、及びダイヤフラム２２
に連動しその負圧作動時に開弁する弁体２３によ
つて構成することができる。尚、２４はVSV２
１の負圧導入通路、２５はVSV２１の大気開放
通路である。

前記水温センサー１６ａ，１６ｂで検知された
水温信号ａ，ｂは電気式制御ユニツト２０に送ら
れ、ここでVSV２１の操作信号a′，b′に変換され
て出力される。この操作信号a′，b′の単位時間当
りの発信数によりVSV２１，２１の単位時間当
りの作動数が制御され、延いては夫々の弁体２
３，２３の単位時間当りの開弁数が制御される結
果、ヘツド側水量制御弁１８及びブロツク側水量
制御弁１９の流量が制御される。そしてこの制御
はウオータポンプ８による冷却水全体の流量にほ
とんど変化がないことにより極く簡単にしかも正
確になされる。

第３図は前記水量分配装置１７による水温制御
の１例を示すもので、実線B′でブロツク側冷却
系Ｂの水温の変化を、破線A′でヘツド側冷却系
Ａの水温の変化を夫々示している。機関始動直後
の第１ゾーンにおいては、前述の如く、ヘツド側
水量制御弁１８の流量を零又は僅少とし、ブロツ
ク側水量制御弁１９をほぼ全開にしてブロツク側
冷却系に冷却水のほとんど全量が流れるようにし
ている。このため受熱量の多いヘツド側冷却系Ａ
の水温は急上昇するので、暖機時早期からシリン
ダヘツドの吸気ポートやインテークマニホルドの
壁面が適度に昇温し、燃料の霧化を促進して霧化
不良によるドライバビリテイの悪化や点火プラグ
のくすぶりを招くようなことを解消することがで
きる。一方、受熱量の少ないブロツク側冷却系Ｂ
の水温の上昇は緩慢である。

ヘツド側冷却系Ａの水温が暖機終了温度程度の
所定温度（例えば60℃）に達した後の第ゾーン
においては、第Ｉゾーンの場合と異なり、ブロツ
ク側水量制御弁１９の流量を零又は僅少とし、ヘ
ツド側水量制御弁１８の流量を所定温度にコント
ロールするのに十分な量としている。このためヘ
ツド側冷却系Ａの水温はほとんど上昇しないが、
ブロツク側冷却系Ｂの水温は急上昇して、ブロツ
ク側冷却系Ｂの水温がヘツド側冷却系Ａの水温を
追い抜く。

ブロツク側冷却系Ｂの水温が所定温度（例えば
80℃）に達した後の第ゾーンにおいては、両冷
却系Ａ，Ｂの温度差が一定（例えば20℃）になる
よう水量分配装置１７による流量制御が行なわれ
る。この第ゾーンは普通運転域に相当するもの
であつて、ヘツド側冷却系Ａは低温側の所定温度
範囲（例えば60℃〜80℃）、ブロツク側冷却系Ｂ
は高温側の所定温度範囲（例えば80℃〜100℃）
に夫々保たれる。

機関の負荷が増大し、両冷却系Ａ，Ｂへの放熱
量が増大することによつて、ブロツク側冷却系Ｂ
の水温が前記所定温度範囲の上限（例えば100℃）
に達した後の第ゾーンにおいては、ブロツク側
冷却系Ｂの流量を増加させて、前記上限水温の上
昇を抑制する。このため、ヘツド側冷却系Ａの流
量は減少するので、その水温は上昇する。

両冷却系Ａ，Ｂへの過大な放熱が続き、ヘツド
側冷却系Ａの水温も前記上限水温（例えば100℃）
に達した後の第Ｖゾーンにおいては、両冷却系
Ａ，Ｂの水温差が零となるように流量制御が行な
われる。

尚、第１図において２７で示すラジエータ冷却
用の電動フアンは、前記ヘツド側冷却系Ａに配し
た水温センサー１６ａによつて制御され、その検
知温度が所定温度（例えば80℃）以上となつたと
き、水温センサー１６ａからの信号ｃを受けて作
動する。

上記実施例は、両ウオータジヤケツト１，３の
下流側における両冷却系Ａ，Ｂの合流部１５に、
水量分配装置１７を配設しているが、第４図に示
す如く、両ウオータジヤケツト１，３の上流側に
おける両冷却系Ａ，Ｂに合流部１５に、水量分配
装置１７を配設してもよい。尚、第４図に示す実
施例では、両ウオータジヤケツト１，３の流出管
１０ａ，１０ｂの夫々のサーモスタツト２８ａ，
２８ｂを接続し、且つ各別の還流管１０ａ，１０
ｂによつて冷却水をラジエータ５に戻している。
その他の構成は第１図に示す実施例と基本的に同
一であるので、第４図に共通符号を付して両者の
関係を明確にする。

又上記実施例では、水温センサー１６ａ，１６
ｂを両ウオータジヤケツト１，３のアウトレツト
近傍位置に配しているが、その配置箇所はこれに
限定されず、ヘツド側冷却系Ａ中又はブロツク側
冷却系Ｂ中の適所に定めればよい。

更に前記水量分配装置１７の配設箇所も前記合
流部１５に限定されず、ヘツド側冷却系Ａ及びブ
ロツク側冷却系Ｂの夫々の適所に定めたり、ヘツ
ド側冷却系Ａのみの適所に定めてもよい。

尚、前記水量分配装置１７による水温制御も第
３図に示すものに限定されないことは勿論であつ
て、要はヘツド側冷却系Ａの水温がエンジン始動
後速やかに所定温度（例えば60℃）に達するよう
に水温制御されればよいのである。

本発明は上記構成を有するので次のような効果
を奏することができる。

従来技術に対する上記先行技術の有する利点
をそのまゝ備えている。すなわち、クランクシ
ヤフトから動力が伝達されるウオータポンプに
よる冷却水の安定した流量での循環のもとに、
ヘツド側冷却系とブロツク側冷却系との間の流
量比を、両冷却系に配した水温センサーによる
検知水温に基いて制御する水量分配装置を備え
ているので、サーモスタツトによつて水温制御
を行う従来技術に比較し、遥かに応答性が良
く、的確且つ迅速な水温制御を簡単な構成によ
つて行うことができ、安価な装置で冷却効率を
向上させ、また水温制御を適切に行うことがで
きる。

上記先行技術の有する欠点を解消することが
できる。すなわち、ヘツド側冷却系の水温が暖
機終了温度程度の所定温度（この温度は任意に
定めることができる。）以下のとき、前記水量
分配装置の流量比をヘツド側冷却系の流量が零
又は僅少となり、ブロツク側冷却系に冷却水の
ほとんど全量が流れるように設定しているの
で、機関始動直後においてのヘツド側冷却系の
水温は急上昇して短時間で前記所定温度に達す
ることができる。従つて、シリンダヘツドの吸
気ポートやインテークマニホルドの壁面も短時
間で適温まで暖められるので、早期に燃料の霧
化を促進でき、機関始動直後のドライバビリテ
イを向上させることができると共に点火プラグ
のくすぶりを防止することができる。尚、この
間のシリンダブロツクの冷却水の温度上昇は緩
慢であり、機械的ロスが多くなるが、前記ドラ
イバビリテイの向上の影響の方が大きいので、
機関全体としての出力の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す系統図、第２図
はその要部の側面図、第３図はこの実施例による
水温制御の１例を示すグラフ、第４図は本発明の
他の実施例を示す系統図である。 ５…ラジエータ、８…ウオータポンプ、１６
ａ，１６ｂ…水温センサー、１７…水量分配装
置、Ａ…ヘツド側冷却系、Ｂ…ブロツク側冷却
系。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 共通のラジエータ、クランク軸から動力を伝
   達される共通のウオータポンプと互いに独立した
   ヘツド側冷却系及びブロツク側冷却系とを接続
   し、且つヘツド側冷却系とブロツク側冷却系との
   間の流量比を、両冷却系に配した水温センサーに
   よる検知水温に基いて制御する水量分配装置を備
   えた内燃機関の冷却装置において、ヘツド側冷却
   系の水温が暖機終了温度程度の所定温度以下のと
   き、前記水量分配装置の流量比をヘツド側冷却系
   の流量が零又は僅少となりブロツク側冷却系に冷
   却水のほとんど全量が流れるように設定したこと
   を特徴とする内燃機関の冷却装置。